FPGA满足多可穿戴设备高级并行处理能力需求

　　现有的可穿戴设备大部分都是智能手表或健康手环。这些应用本质上并不“智能”，而是对智能手机的扩展，用于轻松访问副屏和/或进行低速和低功耗生理体征测量，如计步器和心率测量等。随着语音、AR和AI技术的发展，我们将会看到更多更加智能的可穿戴设备，涵盖语音控制的智能耳机到可以进行空间、手势和目标识别的AR眼镜。这些全新的应用，特别是涉及到空间测量(例如音频波束形成或AR手势检测)时，需要实时工作的低功耗传感器中心来同时捕捉和处理来自传感器阵列的数据。与其他应用处理器、MCU和DSP相比，莱迪思FPGA能够提供灵活的I/O和更高的能耗比，可为智能可穿戴产品实现实时处理解决方案。

莱迪思半导体亚太区资深事业发展经理 Ying Jen Chen(陳英仁)

　　与传感器相关的可穿戴应用有两种不同但互相依附且不断发展的趋势：1)多个传感器的并行连接以及数据捕获(如麦克风阵列、多摄像头应用、多IMU应用。这是传感器聚合应用的高级形式。);2)环境感知应用对于实时工作传感器处理的需求不断增长。

　　使用多个传感器，系统可以实现更高的精度或获取更多细节，如3D深度测绘、回声和噪声消除以及流体运动跟踪等。然而，由于大多数MCU和处理器I/O数量有限并且无法捕获和实现实时并行处理，因此不适用于实现上述功能。而FPGA则能够提供更多I/O和独立的传感器接口，更适合上述需要高级并行处理能力的应用。对于基于视觉的应用，如VR和AR的内向外跟踪或虹膜跟踪，莱迪思的MachXO3和CrossLink可编程ASSP(pASSP)可用于执行多摄像头聚合;如果对于深度测绘等自主计算有需求的话，可以使用具有更强处理能力的ECP5。莱迪思的iCE40移动FPGA产品系列经过优化，可提供功耗更低、尺寸封小和成本更低的特性，是低功耗和低数据速率应用(如麦克风阵列和红外传感器阵列桥接以及预处理)的理想选择。莱迪思最近推出的iCE40 UltraPlus增加了I3C支持，可实现低功耗、实时摄像头连接以及低延迟的预处理应用。

　　实时工作传感器应用通常采用两层式设计架构来最小化功耗。第一层通常是使用实时工作的处理单元在第二层架构中功耗惊人的应用处理器处于睡眠模式时执行音频、视频或IMU分析;当检测到特定的触发行为时(例如触发短语、有人活动或特定手势)时，应用处理器就会被唤醒。FPGA的并行处理能力和低功耗特性非常适合低延迟、实时工作的触发决策应用。除了能够实现多种互连功能之外，iCE40 UltraPlus还是一个很好的平台，可用于执行低延迟、实时工作的音频和视频环境感知处理以及相关可穿戴应用的决策功能。